C-RAN技术室分大型场馆应用论文_孙逊

摘要: C-RAN是根据现网条件和技术进步的趋势,提出的新型无线接入网构架。C-RAN是基于集中化处理(Centralized Processing),协作式无线电(Collaborative Radio)和实时云计算构架(Real-time Cloud Infrastructure)的绿色无线接入网构架(Clean system)。其本质是通过实现减少基站机房数量,减少能耗,采用协作化、虚拟化技术,实现资源共享和动态调度,提高频谱效率,以达到低成本,高带宽和灵活度的运营。[1]

C-RAN大型场馆内应用,使覆盖区域内多个CELL动态协同合作,把相邻小区间的干扰信号转变成有用信号,再从多个接收信号中甄选优质信号,最大限度提升网络性能。

关键词: C-RAN;大型场馆;提升网络性能;

1、项目背景:

近年来,LTE网络全面覆盖,移动社交网络平台的普及,大型体育赛事及表演增多,大型场馆内外人与人之间,网络实时性交流激增,传统网络构架,已不能满足现在的用户需求。大型场馆作为重大活动和赛事的举办地,场地开阔,可容纳人数众多。活动期间,这些场馆大部分时间容量饱和,用户密度高、话务量大;此类场景覆盖首先要解决网络容量问题;但为实现高容量,场馆内部分会成若干个小区,由于在场馆内传播环境良好,为视距传输,反而造成场馆内各小区之间的较大干扰。因此,在进行大型场馆网络设计时,需要综合考虑网络容量、话务调度、网络质量及稳定性等多种因素。

2、C-RAN简介及网络演进:

2.1 C-RAN产生及意义

C-RAN网构架是运营商面临激烈的竞争环境,而用于建设、运营、升级无线接入网的支出不断增加,收入却未相应增加。移动互联网业务的流量迅速上升,而单用户的平均收入值却增长缓慢,甚至慢慢减少,严重地削弱了电信运营商的盈利能力时,提出的解决方案。通过减少基站机房数量,减少能耗,采用协作化、虚拟化技术,实现资源共享和动态调度,提高频谱效率,以达到低成本,高带宽和灵活度的运营。从而达到保持持续盈利和长期增长的方法。[2]

C-RAN是在传统覆盖不断实践演进而来:

2.2 C-RAN组成

C-RAN 架构主要包括三个组成部分:由远端无线射频单元(RRU)和天线组成的分布式无线网络;由高带宽低延迟的光传输网络连接远端无线射频单元;由高性能通用处理器和实时虚拟技术组成的集中式基带处理池,如图所示。[3]

3、C-RAN合肥奥体中心应用:

3.1 合肥奥体中心场景介绍

合肥奥体中心位于市政务区习友路与怀宁路交叉口。占地面积32公顷,共包括“一场两馆”,一座能容纳60000人的主体育场,一座能容纳8000人的综合性体育馆、一座能容纳3000人游泳跳水馆。总建筑面积150000平方米。主体育场为一四心圆,分为上下两层,中间为包厢层,下层看台共分12个台区,每个台区观众1400-40000人。主体育场东西两侧的上层看台各分为3个台区,本次覆盖区域为主会场区域。

3.2 传统室分覆盖大型场馆遇到难点

在重大体育赛事、演唱会期间,大型场馆LTE网络覆盖面临考验:

大量的用户同时接入LTE网络,小区最大接入用户数受限。

用户多为上传视频、现场照片等,上行容量受限。

 为了满足容量需求,传统室分布放较多小区。于此同时,小区间上行干扰严重,用户体验较差。

3.3合肥奥体中心C-RAN设计

3.3.1 LTE信源选型天线选型:

LTE使用10台RRU(4台1.8G频段、6台2.1G频段),划分10个小区;

新建双路室分系统,覆盖场内看台及运动场地。

为控制小区覆盖范围,本次设计采用窄波瓣双极化射灯天线。

3.3.2设计思路:

RRU及天线均布放在雨棚的马道上。

Cell1-cell8小区覆盖看台,“异频插花”覆盖,减少同频干扰。

Cell9-cell10覆盖中间运动场,作为运动场地主导小区。保障普通活动容量需求。提升较空旷的主体育场上行容量;

3.3.3 设计实施C-RAN:

两个C-RAN系统:BBU3实现1.8G内上传 comb(组合);

BBU1与BBU2实现2.1G间上传 comb(组合)。

BBU1:4台1.8G RRU

BBU2:3台2.1G RRU

BBU3:2台2.1G RRU

3.3.4 工程及优化实现C-RAN:

布线原则:1、同一C-RAN系统下的BBU均需要光纤互联;

2、BBU间互联的光口分别位于BUU-FBBC1/2上。

C-RAN小区选择:UE可以测量6个C-RAN小区,并选择最好的4个小区做UL Combining(组合),基于SINR值检测。当UE发起切换时,Comb(组合)小区重新检测。

C-RAN兼容性:支持CA及小区合并下的C-RAN。如图所示:

3.3.5 C-RAN应用结果:

LTE容量估算:

根据已知的情况,奥体中心主体育场可容纳人数60000人。

假设上座率为90%,手机拥有量为90%;CDMA手机拥有量占总量的20%,LTE用户占用比15%。

计算得出LTE最大同时激活用户数:

60000*90%*90%*20%*0.15=1458人。

设计为10个小区,双流建设,LTE下行最大下行速率为150Mbps。因此可算出忙时同时使用LTE网络的单用户速率:

DL:150Mbps/1458人*10小区=1.03Mbps/人

UL:50Mbps/1458人*10小区=0.34Mbps/人

4、总结

通过大型场馆内C-RAN技术应用,解决了大型场馆内,接入用户数受限,上行受限,小区干扰,下载过慢的问题,同时验证了室内信号覆盖工程可以借鉴无线宏基站覆盖技术经验,解决室内信号覆盖工程高话务,高容量,高数率的要求;类似经验,还可以在大型小区,大型商场等场景应用。也成为室分覆盖特殊场景覆盖的新思路。

参考文献

[1] 杨璘.绿色无线接入网架构C-RAN研究.北京:北京邮电大学, 2011年.

[2] 冯羽佳. C-RAN部署工程实施应用. 《城市建设理论研究:电子版》 2012(36).

[3] 陈沫.陈奎林.刘光毅.崔春风.新型无线接入网构架研究《电信科学》,2011,27(1).

论文作者:孙逊

论文发表刊物:《科技新时代》2018年3期

论文发表时间:2018/6/6

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